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发明专利|一种变压器主绝缘结构及其实现方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-05-14  浏览次数:275
摘要:本次发明专利的名称是一种变压器主绝缘结构及其实现方法,由特变电工沈阳变压器集团有限公司申请,发明团队包括崔丽丽、王晓帆、宋文莱、姜巍、王冶、张宏丽。
 
概要:
 
本发明涉及一种变压器主绝缘结构及其实现方法,结构包括设于油箱中的线圈,其特征在于:线圈与油箱之间在线圈上布置隔板;线圈与旁轭之间增加原旁轭、线圈的隔板层数;线圈与线圈之间无相间隔板;方法为:在组装线圈时,将原来引线和油箱之间所布置的隔板全部围在线圈上,进行线圈与油箱之间的油隙分割;增加旁轭、线圈的外围隔板层数,以控制线圈与旁轭间的最小油隙;取消相间隔板,将原相间隔板分别围在相邻的两个线圈上。本发明缩短了插板、引线和器身整理时间,简化操作步骤,保证了油隙分割的效果,提高了绝缘强度可靠性,是改进高电压、特高压产品的主绝缘结构是一个重要手段。
 
 
技术特征:
 
1.一种变压器主绝缘结构,包括设于油箱中的线圈,其特征在于:线圈与油箱之间在线圈上布置隔板;线圈与旁轭之间增加原旁轭、线圈的隔板层数;线圈与线圈之间无相间隔板。
 
2.按权利要求1所述的变压器主绝缘结构,其特征在于:所述线圈与油箱之间的隔板为7~10层。
 
3.按权利要求1所述的变压器主绝缘结构,其特征在于:所述线圈与旁轭之间的隔板为8~10层。
 
4.按权利要求1所述的变压器主绝缘结构,其特征在于:旁轭上的隔板间通过撑条调节油隙大小,提高线圈与旁轭之间楔形油隙的许用场强。
 
5.一种变压器主绝缘结构的实现方法,其特征在于包括以下步骤:在组装线圈时,将原来引线和油箱之间所布置的隔板全部围在线圈上,进行线圈与油箱之间的油隙分割;增加旁轭、线圈的外围隔板层数,以控制线圈与旁轭间的最小油隙;取消相间隔板,将原相间隔板分别围在相邻的两个线圈上。
 
6.按权利要求5所述的变压器主绝缘结构的实现方法,其特征在于:所述线圈与旁轭之间的隔板为7~10层。
 
7.按权利要求5所述的变压器主绝缘结构,其特征在于:布置在旁轭上的隔板通过撑条调节油隙大小。
 
8.按权利要求5所述的变压器主绝缘结构的实现方法,其特征在于:相间的外围隔板层数为2~3层。
 
9.按权利要求5所述的变压器主绝缘结构的实现方法,其特征在于:线圈与旁轭、线圈与线圈间最小油隙小于20mm,线圈与油箱最小油隙小于140mm。
 
背景技术:
 
目前我国电力事业飞速发展,电力变压器的需求量猛增,对其产量及质量也提出更高的要求。
 
以往750kV超高压电力变压器设计当中,线圈至油箱、距旁轭以及两柱间的油隙分割比较复杂,采用油箱挂隔板,引线中又进行多层油隙分割,两柱间放置相间隔板,这样在器身入炉时要将油箱上所挂隔板及固定隔板所用紧固件一起入炉,出炉后在器身下箱之前将油箱隔板挂好,此方法器身入炉前准备工作量较大,器身出炉后整理时间长,而且由于引线和油箱上所挂隔板幅面较大,出炉后变形量非常大,实际油隙分割效果并不理想。
 
目前,油浸式电力变压器的主绝缘采用油-隔板结构形式,主绝缘结构中的油隙靠纸筒来间隔。750kV超高压电力变压器设计,线圈至油箱的油隙分割采用引线挂隔板、油箱挂隔板的方法;线圈至旁轭之间采用旁轭外围隔板、线圈外围隔板后再放相间隔板;两柱间采用线圈外围隔板后再放相间隔板。此结构设计复杂,操作困难,生产周期长。
 
750kV变压器产品线圈与旁轭、油箱间的油隙分割后的绝缘强度取决于最大油隙的许用场强,基于此理论以往750kV变压器产品将最小油隙控制在70mm以下,具体分割方法如图1、2所示,图中一、二号隔板4、5在插板工序完成,二号隔板5为相间隔板,要在线圈套装完后整体就位,此相间隔板重约120kg,采用吊车就位;三号隔板6在引线工序完成重约125kg,采用吊车就位;四号隔板7随器身一起入炉,在器身整理时就位。存在的问题:二、三号隔板5、6重量较重,就位时安装困难,耗时较长,四号隔板7的固定加长了器身出炉整理的时间。在器身整理工序,若环境湿度小于30%,器身整理时间小于6小时,器身则不需要二次回炉,若器身整理时间超过10小时,器身二次回炉时还需要进行煤油气相加热处理。并且由于四号隔板7用纸板幅面太大,纸板干燥后变形严重,效果不理想。
 
发明内容:
 
针对现有技术中变压器器身入炉准备时间和出炉整理时间长、油隙分割效果不理想等不足,本发明要解决的技术问题是提供一种可缩短器身入炉准备时间和出炉整理时间、改善油隙分割效果的变压器主绝缘结构及其实现方法。
 
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
 
本发明一种变压器主绝缘结构,包括设于油箱中的线圈,线圈与油箱之间在线圈上布置隔板;线圈与旁轭之间增加原旁轭、线圈的隔板层数;线圈与线圈之间无相间隔板。
 
所述线圈与油箱之间的隔板为7~10层。
 
所述线圈与旁轭之间的隔板为8~10层。
 
旁轭上的隔板间通过撑条调节油隙大小,提高线圈与旁轭之间楔形油隙的许用场强。
 
本发明一种变压器主绝缘结构的实现方法包括以下步骤:
 
在组装线圈时,将原来引线和油箱之间所布置的隔板全部围在线圈上,进行线圈与油箱之间的油隙分割;
 
增加旁轭、线圈的外围隔板层数,以控制线圈与旁轭间的最小油隙;
 
取消相间隔板,将原相间隔板分别围在相邻的两个线圈上。
 
所述线圈与旁轭之间的隔板为7~10层。
 
布置在旁轭上的隔板通过撑条调节油隙大小。
 
相间的外围隔板层数为2~3层。
 
所述线圈与旁轭、线圈与线圈间最小油隙小于20mm,线圈与油箱最小油隙小于140mm。
 
本发明具有以下有益效果及优点:
 
1.本发明开发设计了一种变压器主绝缘结构及实现方法,本发明缩短了插板、引线和器身整理时间,简化操作步骤,保证了油隙分割的效果,提高了绝缘强度可靠性,是改进高电压、特高压产品的主绝缘结构是一个重要手段。
 
附图说明
 
 
图1为以往750kV产品线圈与旁轭、油箱间的油隙分割;
 
 
图2为以往750kV产品两柱间的油隙分割;
图3为改进后的线圈与旁轭、油箱间的油隙油隙分割;
 
 
图4为改进后的两柱间的油隙分割。
 
其中,1为线圈,2为油箱,3为旁轭,4为一号隔板,5为二号隔板,6为三号隔板,7为四号隔板,8为第一隔板(布置在线圈与油箱之间),9为第二隔板(原相间隔板取消,围在两线圈上),10为撑条。
 
具体实施方式
 
下面结合图纸对本技术方案的具体实施方法进行详细描述。
 
本实施例以750kV联络变压器主绝缘结构为例。如图3所示,在变压器中,主绝缘优化主要体现在绕组距油箱和旁轭的绝缘结构进行改进,改进这些部位的结构可以缩短插板、引线和器身整理时间,简化操作步骤。本发明变压器主绝缘结构,包括设于油箱2中的线圈1及其旁轭3,线圈1与油箱2之间在线圈1上布置第一隔板8;线圈1与旁轭3之间在原来基础上增加线圈1及旁轭3上的隔板(即一号隔板4)的层数;两个线圈1之间取消相间隔板,将原相间隔板分别围在相邻的两个线圈1上(见图4中的第二隔板9)。旁轭3上的隔板间通过撑条10调节油隙大小,提高线圈1与旁轭3之间楔形油隙的许用场强。
 
线圈1与油箱2之间的第一隔板8为7~10层之间,保证隔板8与油箱2的油隙≤140mm;线圈1与旁轭3之间的一号隔板4为8~10层,保证线圈1与旁轭3之间的最小油隙≤20mm。
 
在变压器制造过程中,为了缩短器身入炉准备时间和出炉整理时间,改善油隙分割效果,本发明提供一种线圈至油箱、距旁轭以及两柱间的油隙分割方法,是提高超高压电力变压器(如750kV等级及以上)生产效率和保证产品长期运行质量的一个重要途径。
 
本发明变压器主绝缘结构的实现方法包括以下步骤:
 
在组装线圈1时,将引线和油箱2之间所布置的隔板即第一隔板8全部围在线圈1上,进行线圈1与油箱2之间的油隙分割;
 
线圈1与旁轭3之间,增加旁轭3、线圈1的外围隔板层数,以控制线圈1与旁轭3间的最小油隙≤20mm,同时旁轭3上的隔板间通过撑条10调节油隙大小,提高线圈1与旁轭3之间楔形油隙的许用场强;取消相间隔板,将原相间隔板分别围在相邻的两个线圈上,做为第二隔板9。相间增加线圈1的外围隔板层数,增加2~3层,控制相间的最小油隙≤20mm。
 
本发明方法在具体实施时,在进行组装的同时,在线圈外围围好隔板,即完成了油隙分割,节省了插板工序、引线工序以及总装工序挂隔板的过程。器身入炉时,由于取消了引线和油箱所挂隔板,减少了器身入炉时间,更减少了器身出炉后,器身整理时间。
 
油的耐电强度在理论上是很高的,纯净的油的耐电强度高达4000kV/cm以上,标准油杯中击穿电压一般为40kV/2.5mm。1.0mm隔板的击穿强度为46-50kV/mm,1.5mm隔板的击穿强度为32-45kV/mm,2.0mm隔板的击穿强度为29-35kV/mm。
 
线圈间的绝缘结构采用薄纸筒小油隙结构。这种结构纸筒厚度为4mm及以下,油隙宽度小于15mm及以下。主绝缘的击穿先发生在油隙中的,而油隙一旦击穿,纸筒也就随着击穿,因此并不要求纸筒能承受住全部试验电压。此外,在电场较均匀的情况下,根据变压器油的体积效应,油隙耐电强度随油隙的减小而增大,因此在同一主绝缘距离,同一纸筒占绝缘距离百分数情况下,油隙分割越小,则耐电强度越高。
 
本发明方法适当加大了线圈距旁轭、油箱和到其它线圈的距离,通过软件对电场强度进行计算,线圈最外层隔板外油隙中最小安全裕度电力线平均场强2.2kV/mm,线圈与旁轭之间,最小安全裕度电力线平均场强3.25kV/mm,柱间最小安全裕度电力线平均场强3.15kV/mm。
 
此主绝缘结构及实现方法的发明,简化了750kV产品主绝缘油隙分割,提高了劳动效率,降低了操作风险,保证了产品长期运行质量。
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